第12章 土工合成材料.ppt

第12章
土工合成材料
、概述
土工合成材料(土工聚合物) (Geosythetics)是二十世纪六十年代末兴起的一种化学纤维品用于岩土工程领域的新型建筑材料,是各种聚合物制成的土工产品的总称。
它的用途极为广泛,可用于排水、隔离、反滤和加筋等工程方面。早在二十世纪三十年代,土工聚合物已经开始应用于土建工程。
1957年,美国首先将其应用于护岸工程;1970年,法国开创了土石坝工程中使用土工聚合物的先例,并促使土工聚合物快速发展起来。
最近三十多年土工聚合物发展速度加快,尤其以北美、西欧和日本为最快。1977年,在法国巴黎举行的第一次国际土工织物会议上,“土工织物”(Geotextile),并于1986年在维也纳召开的第三届国际土工织物会议上将其称为“岩土工程的一场革命”。
1983年,国际土力学与基础工程学会成立了土工织物技术委员会,并已经召开了多次国际土工织物会议。
、概述
我国在二十世纪70年代末开始使用土工聚合物。到八十年代中期,土工聚合物在我国水利、铁路、公路、军工、港口、建筑、矿冶和电力等领域逐渐推广,并成立了全国范围内的土工合成材料技术协作网暨中国水力发电工程学会土工合成材料专业委员会,从1986年开始,每隔三年召开一次全国土工合成材料学术会议。
土工聚合物在工程界的广泛应用虽然已有四十年的时间,但至今国内外对其的技术名称也未得到统一。有的称土工聚合物、土工合成材料(Geosythetics)、土工织物(Geotextile)等;
另对特定的产品,还有专用名称,如土工网(Geoweb)、土工格栅(Geogrid)和土工垫(Geomat)等。由于这些土工制品的原材料都是由聚酰胺纤维(尼龙)、聚酯纤维(涤纶)、聚丙烯腈(腈纶)和聚丙烯纤维(丙纶)等高分子聚合物经加工而合成的,所以采用“土工合成材料”作为其技术总称。
土工聚合物(土工合成材料)
图道路工程中使用土工聚合物施工示意图 1-挖除表土和平整场地;2-铺开土工聚合物卷材;3-在土工聚合物上卸砂石料;4-铺设和平整筑路材料;5-压实路基
土工聚合物
、土工聚合物的类型(p195)(土工合成材料的分类)
土工聚合物包括各种土工纤维(土工织物)、土工膜、土工格栅、土工垫以及各种组合型的复合聚合材料,其产品根据加工制造的不同,可以分为以下几种类型:
(一) 有纺型土工织物(Woven Geotoxtile)
这种土工织物是由相互正交的纤维织成,与通常的棉毛织品相似,其特点是孔径均匀、沿经纬线方向强度大,拉断的延伸率较低。
(二) 无纺型土工织物(Nonwoven Geotextile)
该种土工织物中纤维(连续长丝)的排列是无规则的,与通常的毛毯相似。它一般多由连续生产线生产,制造时先将聚合物原料经过熔融挤压、喷丝、直接平铺成网,然后使网丝联结制成土工织物。联结的方法有热压、针刺和化学粘结等不同的处理方法。前二种方法制成的产品又分别称无纺热粘型和无纺针刺型土工织物。
、土工聚合物的类型(p195
(三) 编织型土工织物(Knitted Geotextile)
这种土工织物由单股或多股线带编织而成,与通常编制的毛衣相似。
(四) posite Geotextile)
由前三类组合而成的土工织物。
(五) 土工膜(Geomembranes)
在各种塑料、橡胶或土工纤维上喷涂防水材料而制成的各种不透水膜。
(六) 土工垫(Geomat)
由粗硬的纤维丝粘接而成。
(七) 土工格栅(Geogrid)
由聚乙烯或聚丙烯板通过单向或双向拉伸扩孔制成(图6-22),孔格尺寸为l0mm~lOOmm的圆形、椭圆形、方形或长方形。
(八) 土工网()
由挤出的lmm~5mm塑料股线制成。
(九) 土工塑料排水板
为一种复合型土工聚合物,由芯板和透水滤布两部分组成。滤布包裹在芯板外面,在其间形成纵向排水沟槽。
(十) 土工复合材料
由两种或两种以上土工产品组成的复合材料,如土工塑料排水带。
、土工聚合物的类型(土工合成材料的分类)
图双轴格栅的加工程序
、土工聚合物的性能和优缺点(特性指标) (198)
(一) 土工聚合物的性能(198)
土工聚合物产品的性能指标主要包括以下几个方面:

材质及制造方法、宽度、每卷的直径及重量。

单位面积质量、厚度、开孔尺寸及均匀性。

抗拉强度、断裂时延伸率、撕裂强度、穿透强度、顶破强度、疲劳强度、蠕变性及聚合物与土体间的摩擦系数等。

垂直向和水平向的透水性。

抗老化能力、抗化学、生物侵蚀性、抗磨性、抗温度、冻融及干湿变化性。